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メタボロームを代謝ネットワークへ統合する数理モデルの開発

公募研究

研究領域システム的統合理解に基づくがんの先端的診断、治療、予防法の開発
研究課題/領域番号 23134506
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 複合領域
研究機関九州工業大学

研究代表者

倉田 博之  九州工業大学, 情報工学研究院, 教授 (90251371)

研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2013-03-31
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円)
2012年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2011年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
キーワード代謝システム / 遺伝子発現 / シミュレーション / 制御 / 流束
研究実績の概要

1 ヒト代謝ネットワークマップ構築:代謝システム変化は、代謝酵素発現分布、代謝酵素活性分布、代謝物濃度の変化等よって引き起こされるので、それらの関係を解析するために、代謝経路、酵素遺伝子発現調節を含むヒトの大規模ネットワークマップを構築した。ヒトの細胞の代謝ネットワークマップは、解糖系、ペントースリン酸系、ミトコンドリア中のTCA回路、脂肪酸合成分解経路、アミノ酸合成経路、ヌクレオチド合成経路を含む。酵素遺伝子発現調節ネットワークは、代謝酵素発現調節系だけでなく、細胞分裂やアポトーシス関連のネットワークも含む。
2  組織やがんのタイプごとの代謝ネットワーク変化のデータベース化:組織ごと、がんタイプごとのトランスクリプトーム、プロテオーム、メタボロームのデータを収集、整理して、データベース化し、公開する。がん病態に特異的に変化する代謝パスウエイを推定するための基盤を与えた。
3 メタボローム統合の数理モデル開発:代謝流束解析で用いられるエレメンタリモード解析法に、トランスクリプトームあるいはプロテオームを統合して、細胞の代謝流束分布の変化を予測するアルゴリズムEnzyme Control Flux (ECF)、Genetic Modification of Flux (GMF) modified Control Effective Flux (mCEF)を提案した。
4 がん特異的代謝変化の同定:開発したアルゴリズムを用いて、がん特異的代謝変化(代謝流束分布や遺伝子発現分布)を予測した。特異的変化部分がターゲットする医薬品開発の可能性について実験研究者と検討した。

現在までの達成度 (段落)

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (3件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Application of Approximate Pattern Matching in Two Dimensional Spaces to Grid Layout for Biochemical Network Maps2012

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Inoue, Shinichi Shimozono, Hideaki Yoshida, Hiroyuki Kurata
    • 雑誌名

      PLoS ONE

      巻: 7

    • NAID

      120005698507

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Biological design principles of complex feedback modules in the E. coli ammonia assimilation system2012

    • 著者名/発表者名
      Koichi Masaki, Kazuhiro Maeda, Hiroyuki Kurata
    • 雑誌名

      Artificial Life

      巻: 18 ページ: 53-90

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Biological design principles of complex feedback modules in the E.coli ammonia assimilation system2012

    • 著者名/発表者名
      Koichi Masaki, Kazuhiro Maeda, Hiroyuki Kurata
    • 雑誌名

      Artificial Life

      巻: 18 ページ: 19-603

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] An integrative and practical evolutionary optimization for a complex, dynamic model of biological networks2011

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Maeda, Yuya Fukano, Shunsuke Yamamichi, Daichi Nitta, Hiroyuki Kurata
    • 雑誌名

      Bioproc Biosys Eng

      巻: 34 号: 4 ページ: 433-446

    • DOI

      10.1007/s00449-010-0486-7

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Computational framework for integration of metabolic flux analysis with its associated omics data.2012

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Kurata, Soma Tabata, Quanyu Zhao
    • 学会等名
      Proceedings of the14th International Biotechnology Symposium and Exhibition (IBS2012)
    • 発表場所
      Deagu, Korea
    • 年月日
      2012-09-18
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Computational framework for integration of metabolic flux analysis with its associated omics data.2012

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Kurata, Soma Tabata, Quanyu Zhao
    • 学会等名
      Proceedings of the 8th Asia-Pacific Conference on Algal Biotechnology and 1st International Conference on Coastal Biotechnology
    • 発表場所
      Adelaide, Australia
    • 年月日
      2012-07-09
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] オミックスデータを代謝システムへ統合するためのパスウエイ解析モデル2011

    • 著者名/発表者名
      倉田博之
    • 学会等名
      2011年度統計関連学会連合大会
    • 発表場所
      九州大学伊都キャンパス
    • 年月日
      2011-09-06
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [図書] Biomedical Engineering and Cognitive Neuroscience for Healthcare: Interdisciplinary Applications2012

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Kurata
    • 総ページ数
      200
    • 出版者
      IGI Global
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [備考] CADLIVE

    • URL

      http://www.cadlive.jp/

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

URL: 

公開日: 2011-04-06   更新日: 2018-03-28  

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